Question

O componente que dá ao vinagre seu sabor ácido é o ácido acético, que possui em sua
composição os elementos carbono, hidrogênio e oxigênio. Quando 5,00 g de ácido acético são
queimados ao ar, 7,33 g de 2 e 3,00 g de 2 são obtidos. (a) Qual a fórmula mínima do
ácido acético? (b) A massa molar do ácido acético foi determinada através de um
espectrômetro de massa e é igual a 60,0 g/mol. Utilizando essa informação, juntamente com
a fórmula mínima, determine a fórmula molecular do ácido acético

Answer 1

O componente que dá ao vinagre seu sabor ácido é o ácido acético, que possui em sua composição os elementos carbono, hidrogênio e oxigênio. Quando 5,00 g de ácido acético são queimados ao ar, 7,33 g de CO₂ e 3,00 g de H₂O são obtidos.

(a) Qual a fórmula mínima do ácido acético?

- Lei de Lavoisier:

5,00 g de ácido acético    +    O₂    →    7,33 g de CO₂    +    3,00 g de H₂O

                                             (5,33 g)

- Cálculo da massa de C e O vindos do ácido na formação de CO₂:

  44 g de CO₂ --------- 12 g de C -------------------- 32 g de O

7,33 g de CO₂ ---------- x g de C -------------------- y g de O

                             x = 7,33 · 12 / 44                y = 7,33 · 32 / 44

                             x = 2 g de C                       y = 5,33 g de O

- Cálculo da massa de H e O vindos do ácido na formação de H₂O:

    18 g de H₂O --------- 2 g de H -------------------- 16 g de O

3,00 g de H₂O ---------- x g de H -------------------- y g de O

                             x = 3,00 · 2 / 18                y = 3,00 · 16 / 18

                             x = 0,33 g de H                y = 2,67 g de O

- Cálculo das massas dos constituintes do ácido:

2 g de C + 0,33 g de H + 5,33 g de O + 2,67 g de O - 5,33 g de O

2 g de C + 0,33 g de H + 2,67 g de O

- Calculo da porcentagem de C, H e O:

5,00 g de ácido ----- 2 g de C ----- 0,33 g de H ----- 2,67 g de O

 100 g de ácido ----- x g de C -----    y g de H    ----- z g de O

x = 100 · 2 / 5,00 ⇒ x = 40 % de C

y = 100 · 0,33 / 5,00 ⇒ y = 6,6 % de H

z = 100 · 2,67 / 5,00 ⇒ z = 53,4 % de O

- Cálculo do número de mol dos elementos no ácido:

Para uma massa de 100 g de ácido teremos:

40 % de C = 40 g de C = 40 / 12 = 3,33 mol de C

6,6 % de H = 6,6 g de H = 6,6 / 1 = 6,6 mol de C

53,4 % de O = 53,4 g de o = 53,4 / 16 = 3,34 mol de O

- Cálculo da fórmula mínima do ácido:

3,33 / 3,33 = 1

6,6 / 3,33 = 2

3,33 = 3,34 = 1

Fórmula mínima: C₁H₂O₁ = CH₂O

(b) A massa molar do ácido acético foi determinada através de um espectrômetro de massa e é igual a 60,0 g/mol. Utilizando essa informação, juntamente com a fórmula mínima, determine a fórmula molecular do ácido acético.

(CH₂O)ₙ = 60

CₙH₂ₙOₙ = 60

12n + 2n + 16n = 60

30n = 60

n = 2

Fórmula molecular: (CH₂O)ₙ = (CH₂O)₂ = C₂H₄O₂

Ácido acético = ácido etanóico

C₂H₄O₂ ou CH₃COOH